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什么是微细气泡?

2022-06-20 20:53:49 1711

气泡,广泛存在于自然界和工业工程中。在我们的日常生活中,有流体的地方就有气泡。人们很早就开始利用气泡丰富的特性,并发挥积极作用。


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广义上的“气泡”是指:由气体以外的材料包围气体形成的封闭空间。换句话说,也就是气体在固体、液体的内部或表面形成的球状或半球状体。在百度百科上是这样描述的:气泡是液体内的一小团空气或气体,在工程上一般由气体通过小孔进入液层分散而成的物质。


按与气泡表面接触的相来分,有完全被液体包裹的“浮游性气泡”;部分和固体接触、其余部分和液体接触的“附着性气泡”;完全被固体包裹的“中空粒子”;被连续固相包裹的“空隙”等。进一步细分,气泡又按粒径、内包气体种类、气泡膜成分、生成方法等分为多种类型。[1]


微细气泡技术应用主要是针对浮游性气泡中的微细气泡。微细气泡又可以分为微米气泡和超微气泡。这类气泡是比我们平时看到的气泡更小的气泡。


ISO/TC281(国际标准化组织微细气泡技术委员会)是ISO针对微细气泡技术(fine bubble technology)专门设立的一个委员会,制修订与微细气泡技术有关的国际标准。ISO/TC281目前共下设3个工作组,第一工作组是术语与基础,第二工作组是测量,第三工作组是应用。[2-3]


ISO/TC281对微细气泡粒径尺度进行规范定义和表述,将微细气泡( fine bubble)限定在体积等效直径< 100μm,包含体积等效直径在1 ~ 100 μm 的微米气泡(micro-bubble)和等效直径<1 μm 的超微气泡( ultrafine bubble)。[4]


我国于2018年10月由中国颗粒学会发起成立了微纳气泡专业委员会,旨在加强微纳气泡基础研 究和应用之间的交流合作,推动该领域在环境、农业、生物和健康等方面的发展。


普通头发的直径约有80㎛,杉树花粉的直径约有30㎛,正常的皮肤毛孔直径约是20-50㎛,微米气泡直径约有10-80㎛,纤维的直径约有15㎛,而直径不足1㎛的超微气泡,我们是无法用肉眼直接观察到的。


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大量微米气泡存在水中,会使水呈现白浊现象,俗称“牛奶水”。而大量超微气泡存在水中,则是无色透明的,用肉眼是无法看见的。有报告称超微气泡在水中不会上浮,如果不给予刺激的话也几乎不会溶解也不会上浮,气泡能在水中长期存在,寿命长达数周到数月。


普通的水和超微气泡水怎么区分呢?我们可以借助镭射激光笔照射来进行观察。没有超微气泡的纯净水,光的照射线看不到。有超微气泡的纯净水,由于散乱布朗运动,用激光笔照射,激光发生散射,可以看到一条细的光线,证明在水中存在小的气泡。


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即使超微气泡在水中大量存在也是无色透明的。这是因为超微气泡尺寸要比可见光(肉眼可见)的波长还要小,照射到超微气泡的光几乎不会散射而直接通过,不会达到人眼。可以用激光光线分别照射超纯水和超微气泡水。会发现超微气泡水会呈现出激光光线。那是因为受到激光光线照射后,由于超微气泡使激光发生散射,能够确认到其轨迹。[2]


微细气泡技术是面向未来、绿色可持续的技术,在工业和日常生活领域应用前景广泛,如用于矿物浮选分离、超声造影剂、污水处理、工业清洗和精细剥离、日用清洗和护肤、健康养生、农业种植以及水产养殖、盐碱地改良和土壤修复等诸多领域,微细气泡技术均颇有建树。[1]


以上文章内容引用相关领域的参考文献,文章内容并不全部代表本公司观点。



参考文献:

[1]周兰,李兆军. 微细气泡技术标准体系探究[J]. 净水技术,2021,40(2):75-87.

[2]Fine Bubble Industries Association. Home [EB/ OL]. [ 2020 - 07-10]. https: / / www. fbia. or. jp / .

[3]National Institute of Technology and Evaluation, Japan. Testing and standardization of fine bubbles[EB / OL]. [2020-07-10]. https: / / www. nite. go. jp / gcet / fb / index. html.

[4]ISO. Technical Committees ISO/ TC 281 fine bubble technology [EB/ OL]. [2020-07-10]. https: / / www. iso. org / committee / 4856666. html.